JPH0737359B2 - 気相成長装置 - Google Patents

気相成長装置

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JPH0737359B2
JPH0737359B2 JP21964789A JP21964789A JPH0737359B2 JP H0737359 B2 JPH0737359 B2 JP H0737359B2 JP 21964789 A JP21964789 A JP 21964789A JP 21964789 A JP21964789 A JP 21964789A JP H0737359 B2 JPH0737359 B2 JP H0737359B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気相成長装置に関し、特に基板を載置する
基板載置ステージの構造に関するものである。
〔従来の技術〕
第13図は従来の気相成長装置の断面側面図である。ウェ
ーハ加熱ステージ1はヒータ2により加熱され、ウェー
ハ載置面3の温度は第14図に示すような温度分布に保た
れている。半導体ウェーハ4は、ウェーハ載置面3の温
度均一部に載置される。そして、ガス噴出ヘッド5から
半導体ウェーハ4の表面全面に向けて複数の反応ガス6
が供給される。反応ガス6は熱化学反応を起こし、半導
体ウェーハ4の表面に反応生成膜として取り込まれる。
〔発明が解決しようとする課題〕
反応生成膜の成長速度は半導体ウェーハ4の表面温度に
依存するために、反応生成膜の厚さを均一に形成させる
には半導体ウェーハ4を所定の温度で均一に加熱する必
要がある。しかし、従来の装置ではB−B線での断面平
面図である第15図に示されるように単一のヒータ2でウ
ェーハ載置面3の各部を均等に加熱しているため、ウェ
ーハ載置面3の外周部では外部に熱の放出があり、第14
図に示されるように外周部ほどウェーハ載置面3の温度
が低下する。そのため、半導体ウェーハ4を均一に加熱
するためにウェーハ加熱ステージ1を半導体ウェーハ4
の主面外径より大きな径とし、ウェーハ加熱ステージ1
の中央部に半導体ウェーハ4を載置している。こうする
ことにより、半導体ウェーハ4は均一に加熱され、反応
生成膜の成長速度は半導体ウェーハ4上において一定に
なり、厚さが均一な反応生成膜が形成される。
しかし、ウェーハ載置面3の半導体ウェーハ4が載置さ
れていない部分も半導体ウェーハ2と同一温度に加熱さ
れるため、この部分に不要な反応生成膜が形成される。
そして、この不要な反応生成膜がはがれ、半導体ウェー
ハ4上に付着し、半導体ウェーハ4上に形成される反応
生成膜の膜厚の均一化を妨げる。これを防止するために
は不要な反応生成膜を除去する必要があり、クリーニン
グに時間を費さなければならず、稼動率が低下するとい
う問題点がある。
そこで、第16図に示すように、ウェーハ加熱ステージ1
を半導体ウェーハ4とほぼ同形状,同寸法にし、ウェー
ハ載置面3上の半導体ウェーハ4が載置されていない部
分を少なくすれば、不要な反応生成膜のウェーハ載置面
3への付着は減少する。しかし、こうするとウェーハ載
置面3の温度分布は、第17図のように外周部で温度が低
下したものとなり、半導体ウェーハ4を均一に加熱する
ことができず、前述したのと同様反応生成膜の膜厚の均
一化が図れないという問題点があった。また、半導体ウ
ェーハ2の外径寸法が変った時にも、前記同様の問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、稼動率を低下させることなく、また半導体ウ
ェーハなどの基板の寸法にかかわらず、基板上に均一な
厚さを有する反応生成膜を形成することができる気相成
長装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、基板の表面に反応ガスを供給することによ
り、該基板の表面に所望の膜を形成する気相成長装置に
適用される。
この発明に係る気相成長装置は、基板の形状の相似形状
が同心状に分離して配置された基板載置ステージと、分
離された基板載置ステージ各々に個別に設けられ、別個
独立して制御可能なヒータとを備えている。
〔作用〕
この発明におけるヒータは、基板の相似形状が同心状に
分離して配置された基板載置ステージ各々を別個独立し
て加熱することができるので、基板の寸法が変化しても
基板の表面温度を均一に保つことができるとともに、不
要な基板載置ステージを加熱することがない。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る気相成長装置の一実施例を示す
断面平面図、第2図はウェーハ加熱ステージ1のA−A
線での断面平面図である。これらの図において、第13図
に示した従来装置との相違点は、ウェーハ加熱ステー
ジ1の同心円上に隙間を設け、この隙間によりウェーハ
加熱ステージ1を分離したこと、分離されたウェーハ
加熱ステージに個別にヒータを設けたことである。隙間
10aは中心に設けられている。隙間10bは隙間10bと同心
円上に設けられ、5インチ用ウェーハ加熱ステージ1aと
6インチ用ウェーハ加熱ステージ1bを分離し、隙間10c
も隙間10aと同心円上に設けられ、6インチ用ウェーハ
加熱ステージ1bと8インチ用ウェーハ加熱ステージ1cを
分離している。ヒータ3a1は、5インチ用ウェーハ加熱
ステージ1aの中心付近に円状に設けられている。ヒータ
3a2はヒータ3a1と同心円上にかつ5インチ用ウェーハ加
熱ステージ1aの外周付近に設けられている。ヒータ3bは
ヒータ3a1と同心円上に設けられ、6インチ用ウェーハ
加熱ステージ1bを加熱する。ヒータ3cはヒータ3a1と同
心円上に設けられ、8インチ用ウェーハ加熱ステージ1c
を加熱する。ヒータ3a1,3a2,3b,3cはヒータ制御回路10
0により別個独立してその温度が調整される。その他の
構成は従来と同様である。
まず、半導体ウェーハ4が5インチウェーハ4aの場合に
ついて説明する。5インチウェーハ4aを第1図に示すよ
うに、5インチ用ウェーハ加熱ステージ1a上に載置す
る。そして、ヒータ制御回路100によりヒータ3a1,3a2
のみを作動させ5インチウェーハ4aを加熱する。この
時、ヒータ3a2の温度をヒータ3a1の温度より高く設定す
る。このように設定することにより、ウェーハ加熱ステ
ージ1aの外周部からの放熱分を補い、第3図に示すよう
に、ウェーハ4aの表面温度を均一に設定することができ
る。従って、ガス噴出ヘッド5からウェーハ4に反応ガ
ス6を噴射すると、ウェーハ4の表面には均一な厚さの
反応生成膜が形成される。また、ヒータ3b,3cは作動し
ていないので、ウェーハ4aの載置面以外が加熱されるこ
とがない。そのため、不要な反応生成膜が形成されるこ
とがなく、従来のように定期的に掃除する必要がないの
で、装置の稼動率が向上する。また、隙間10bを設けて
いるので、ウェーハ加熱ステージ1aの熱が他のステージ
に伝達されず、このことも不要な反応生成膜が形成され
ることを防止している。
次に、半導体ウェーハ4が6インチウェーハ4bの場合に
ついて説明する。6インチウェーハ4bを第4図に示すよ
うに、6インチ用ウェーハ加熱ステージ1b上に載置す
る。そして、ヒータ制御回路100によりヒータ3a1,3a2,
3bのみを作動させ、6インチウェーハ4bを加熱する。こ
の時、ヒータ3bの温度をヒータ3a1,3a2の温度より高く
設定する。このように設定することにより、ウェーハ加
熱ステージ1bの外周部からの放熱分を補い、第5図に示
すようにウェーハ4bの表面温度を均一に設定することが
でき、第1図に示した実施例と同様の効果が得られる。
また、ヒータ3cは作動しておらず、隙間10cが設けられ
ているので、上記実施例と同様不要な反応生成膜が形成
されることはない。
次に、半導体ウェーハ4が8インチウェーハ4cの場合に
ついて説明する。8インチ用ウェーハ4cを第6図に示す
ように、8インチ用ウェーハ加熱ステージ1c上に載置す
る。そして、ヒータ制御回路100によりヒータ3a1,3a2,
3cを作動させ、8インチウェーハ4cを加熱する。この
時、ヒータ3cの温度をヒータ3a1,3a2,3bの温度より高
く設定する。このように設定することにより、ウェーハ
加熱ステージ1cの外周部からの放熱分を補うことがで
き、第7図に示すようにウェーハ4cの表面温度を均一に
設定することができ、第1図に示した実施例と同様の効
果が得られる。
ガス噴出ヘッド5から噴出された反応ガス6は第8図に
示すように半導体ウェーハ4の表面に供給された後、半
導体ウェーハ4の外周部に設けられている排気口(図示
せず)を介して排気される。このとき、半導体ウェーハ
4の外周部に近づくほど反応ガス6が重畳される。その
ため、場合によっては、第9図に示すように半導体ウェ
ーハ4の外周部での反応ガス6の濃度が中央部のそれよ
りも著しく濃くなる場合がある。このような場合には反
応生成膜の膜厚は反応ガス6の濃度にも依存するため、
半導体ウェーハ4の表面温度を均一に保ったのでは、反
応生成膜の膜厚の均一化は図れない。つまり、表面温度
が均一ならば、反応ガス6の濃度が濃いほど反応生成膜
の膜厚は厚くなる。このことを防止するため、ヒータ制
御回路100によりヒータ3a1,3a2,3b,3cの温度を各々独
立して制御することにより、第10図に示すように、ウェ
ーハ加熱ステージ1cの外周部に近づくにつれ温度が低く
なるよう各ヒータの温度を設定する。このように設定す
ることにより、半導体ウェーハ4cの表面に形成される反
応生成膜の膜厚の均一化が図れる。
第11図はこの発明の他の実施例を示す図である。この実
施例では、第1図に示した装置にさらに、真空ポンプ20
0及び不活性ガス供給器300を設けている。真空ポンプ20
0は半導体ウェーハが載置されている隙間を真空にする
ことにより半導体ウェーハとウェーハ加熱ステージの密
着性を高める。不活性ガス供給器300は、半導体ウェー
ハが載置されていない隙間から不活性ガス供給器300aを
噴出させ、半導体ウェーハが載置されていないウェーハ
加熱ステージ上に異物が付着するのを防止している。そ
の他の構成は上記実施例と同様である。
例えば半導体ウェーハが5インチウェーハ4aの場合に
は、隙間10aを真空ポンプ200により真空にし、ウェーハ
4aと5インチ用ウェーハ加熱ステージ1aとの密着性を向
上させ、ウェーハ4aを固定する。不活性ガス300よりウ
ェーハ4aが載置されていない隙間10b,10cより不活性ガ
ス供給器300aを噴出させる。不活性ガス供給器300aによ
り他のウェーハ加熱ステージに異物が付着することがな
く、従ってそのウェーハ加熱ステージ上の異物がはが
れ、ウェーハ4a上に付着することがないので、ウェーハ
4aの表面に形成される反応生成膜の膜厚の均一化が図れ
る。また、不活性ガスを噴出させるため、反応生成膜形
成に影響を与えることはない。その他の効果は上記実施
例と同様である。
第12図はこの発明の他の実施例を示す図である。この実
施例では第11図に示した装置にさらにウェーハ加熱ステ
ージ昇降装置400を設けている。ウェーハ加熱ステージ
昇降装置400は、隙間10b,10cにより分離されている各ウ
ェーハ加熱ステージを各々個別に昇降させる。例えば、
第12図に示すように半導体ウェーハ4を載置した場合、
半導体ウェーハ4が載置されていない外周のウェーハ加
熱ステージをウェーハ加熱ステージ昇降装置400により
下降させる。すると、不活性ガス供給器300から隙間10c
に供給されている不活性ガス300aの流れが第12図に示す
ように、上方向だけでなく横方向にも流れる。この横流
れにより第11図の実施例よりも半導体ウェーハ4が載置
されていないウェーハ加熱ステージ上への異物付着防止
効果が高まる。そのため、半導体ウェーハ4上に形成さ
れる反応生成膜の膜厚の均一性も向上する。
なお、上記実施例では円形の半導体ウェーハ上に反応生
成膜を形成する場合について説明したが、例えば四角形
状のガラス基板上に反応生成膜を形成する場合等、円形
基板以外の基板上に反応生成膜を形成する場合にもこの
発明は適用できる。その場合はウェーハ加熱ステージの
形状を基板の形状に合せればよい。またヒータの数、容
量、種類、配置は任意であり、隙間の大きさも任意であ
る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、基板の形状の相似形
状が同心状に分離して配置された基板載置ステージと、
分離された基板載置ステージ各々に個別に設けられ、別
個独立して制御可能なヒータとを設け、ヒータにより、
分離された基板載置ステージを別個独立して加熱するよ
うにしたので、基板の寸法が変化しても基板の表面温度
を均一に保つことができるとともに、不要な基板載置ス
テージを加熱することがない。その結果、基板の寸法に
かかわらず基板上に形成される反応生成膜の膜厚を均一
に形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る気相成長装置の一実施例を示す
断面側面図、第2図は第1図のA−A線での断面平面
図、第3図ないし第10図は第1図に示した装置の動作を
説明するための図、第11図および第12図はこの発明に係
る気相成長装置の他の実施例を示す断面側面図、第13図
および第16図は従来の気相成長装置を示す断面側面図、
第14図は第13図に示した装置の動作を説明するための
図、第15図は第13図のB−B線での断面平面図、第17図
は第16図に示した装置の動作を説明するための図であ
る。 図において、1a,1bおよび1cはウェーハ加熱ステージ、3
a1,3a2,3bおよび3cはヒータ、4aは半導体ウェーハ、10
bおよび10cは隙間である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板の表面に反応ガスを供給することによ
    り、該基板の表面に所望の膜を形成する気相成長装置で
    あって、 前記基板の形状の相似形状が同心状に分離して配置され
    た基板載置ステージと、 前記分離された基板載置ステージ各々に個別に設けら
    れ、別個独立して制御可能なヒータとを備えた気相成長
    装置。
JP21964789A 1989-08-24 1989-08-24 気相成長装置 Expired - Fee Related JPH0737359B2 (ja)

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